JPH0616568B2 - 光電変換器に接続された増幅器を有する回路装置 - Google Patents
光電変換器に接続された増幅器を有する回路装置Info
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- JPH0616568B2 JPH0616568B2 JP1237366A JP23736689A JPH0616568B2 JP H0616568 B2 JPH0616568 B2 JP H0616568B2 JP 1237366 A JP1237366 A JP 1237366A JP 23736689 A JP23736689 A JP 23736689A JP H0616568 B2 JPH0616568 B2 JP H0616568B2
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 7
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
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- H03G1/0035—Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal using continuously variable impedance elements
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、請求項１の上位概念に記載の、光電変換器に
接続された増幅器、殊にトランスインピーダンス増幅器
を備えた回路装置に関する。
接続された増幅器、殊にトランスインピーダンス増幅器
を備えた回路装置に関する。
従来の技術 この形式の回路装置は西独国特許第３２０４８３９号明
細書から既に公知である。
細書から既に公知である。
この公知の回路装置は入力側においてホトダイオードを
有しかつエミッタ段とコレクタ段とから成るチェーン回
路を含んでいる。コレクタ段の出力側とエミッタ段の入
力側との間に、負帰還路に抵抗が設けられている。２つ
の段から成るこの回路装置は、比較的小さな入力抵抗お
よび比較的非常に低い出力抵抗を有している所謂トラン
スインピーダンス増幅器を形成する。エミッタ段のコレ
クタ抵抗に並列に電界効果トランジスタのドレイン−ソ
ース間が設けられており、電界効果トランジスタの抵抗
は制御電圧を用いて連続的に制御可能である。このよう
にして実効コレクタ抵抗は広い範囲において変化する。
これにより相対的に大きなダイナミック範囲内で第１の
増幅器段の増幅度を外部設定調整をすることができる。
しかしその際にこの増幅度の調整によって増幅器装置の
直流動作点が影響を受ける。
有しかつエミッタ段とコレクタ段とから成るチェーン回
路を含んでいる。コレクタ段の出力側とエミッタ段の入
力側との間に、負帰還路に抵抗が設けられている。２つ
の段から成るこの回路装置は、比較的小さな入力抵抗お
よび比較的非常に低い出力抵抗を有している所謂トラン
スインピーダンス増幅器を形成する。エミッタ段のコレ
クタ抵抗に並列に電界効果トランジスタのドレイン−ソ
ース間が設けられており、電界効果トランジスタの抵抗
は制御電圧を用いて連続的に制御可能である。このよう
にして実効コレクタ抵抗は広い範囲において変化する。
これにより相対的に大きなダイナミック範囲内で第１の
増幅器段の増幅度を外部設定調整をすることができる。
しかしその際にこの増幅度の調整によって増幅器装置の
直流動作点が影響を受ける。
公知の回路装置は更に、出来るだけ小さな固有雑音と共
に光電変換器から出力される電気信号の雑音指数を高め
ることのない出力結合、高い増幅度および僅かな電流消
費に関する通例の要求に答えるべきである。
に光電変換器から出力される電気信号の雑音指数を高め
ることのない出力結合、高い増幅度および僅かな電流消
費に関する通例の要求に答えるべきである。
発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は、冒頭に述べた形式の回路装置を、増幅
度の大きなダイナミック範囲内で増幅器雑音指数の有利
な値および増幅器の有利な周波数特性が得られるよう
に、構成することである。殊に、増幅度の比較的小さな
値への制御の際に増幅度の遮断周波数が出来るだけ低下
しないようにすべきである。
度の大きなダイナミック範囲内で増幅器雑音指数の有利
な値および増幅器の有利な周波数特性が得られるよう
に、構成することである。殊に、増幅度の比較的小さな
値への制御の際に増幅度の遮断周波数が出来るだけ低下
しないようにすべきである。
問題点を解決するための手段 本発明によればこの課題は請求項１の特徴部分に記載の
ような構成により解決される。その際、増幅度の調整が
増幅器の直流動作点に影響しないようになる。
ような構成により解決される。その際、増幅度の調整が
増幅器の直流動作点に影響しないようになる。
本発明の手段によって、増幅度の制御のために設けられ
ている手段が実際に、回路装置が最大の増幅度に設定調
整されるとき、増幅器雑音指数または増幅器の周波数特
性の劣化作用をしないという利点が生じる。本発明の有
利な別の実施例はその他の請求項に記載されている。
ている手段が実際に、回路装置が最大の増幅度に設定調
整されるとき、増幅器雑音指数または増幅器の周波数特
性の劣化作用をしないという利点が生じる。本発明の有
利な別の実施例はその他の請求項に記載されている。
請求項２および４に記載の手段はそれぞれ、電界効果ト
ランジスタのチャネル抵抗が制御電圧を用いて簡単に設
定調整されるという利点を有している。
ランジスタのチャネル抵抗が制御電圧を用いて簡単に設
定調整されるという利点を有している。
請求項３に記載の実施例では、帰還抵抗は直列に設けら
れたコンデンサによって直流に対して減結合されてい
る。
れたコンデンサによって直流に対して減結合されてい
る。
実施例 次に本発明を図示の実施例につき図面を用いて詳細に説
明する。
明する。
第１図は、光電変換器に接続されている、その増幅度を
制御できる増幅器を備えた回路装置を示している。
制御できる増幅器を備えた回路装置を示している。
図示の回路装置は、ホトダイオード２、例えばアバラン
シホトダイオードに接続されている増幅器６を含んでい
る。図示の回路装置は、不平衡信号入力側Ｅおよび不平
衡の信号出力側Ａを有している増幅器６を含んでいる。
基準電位ないしアースに電圧に対抗する、信号入力側Ｅ
の接続端子ｅはホトダイオード２のアノードに接続され
ている。基準電位に対抗して電圧を導く、出力側Ａの接
続端子ａはコンデンサ１０およびそれに直列接続されて
いる抵抗５を介して信号入力側Ｅの接続端子ｅに導かれ
ている。
シホトダイオードに接続されている増幅器６を含んでい
る。図示の回路装置は、不平衡信号入力側Ｅおよび不平
衡の信号出力側Ａを有している増幅器６を含んでいる。
基準電位ないしアースに電圧に対抗する、信号入力側Ｅ
の接続端子ｅはホトダイオード２のアノードに接続され
ている。基準電位に対抗して電圧を導く、出力側Ａの接
続端子ａはコンデンサ１０およびそれに直列接続されて
いる抵抗５を介して信号入力側Ｅの接続端子ｅに導かれ
ている。
更に比較器８の実際値入力側“＋”が信号出力側Ａの接
続端子ａに接続されている。比較器８の設定値入力側
“−”に設定電圧ＵＳＶが加えられる。比較器８の出力
側は抵抗７を介して信号入力側Ｅの接続端子ｅに導びか
れている。抵抗７の、比較器８の出力側とは反対側の接
続端子は場合によっては入力側ｅではなくて、抵抗５と
コンデンサ１０との接続点に接続することができる。入
力側Ｅに並列に、抵抗４および電界効果トランジスタ３
のソース−ドレイン間から成る直列接続が設けられてい
る。
続端子ａに接続されている。比較器８の設定値入力側
“−”に設定電圧ＵＳＶが加えられる。比較器８の出力
側は抵抗７を介して信号入力側Ｅの接続端子ｅに導びか
れている。抵抗７の、比較器８の出力側とは反対側の接
続端子は場合によっては入力側ｅではなくて、抵抗５と
コンデンサ１０との接続点に接続することができる。入
力側Ｅに並列に、抵抗４および電界効果トランジスタ３
のソース−ドレイン間から成る直列接続が設けられてい
る。
信号出力側Ａの接続端子ａにピーク値検波回路９が接続
されている。３つの調整増幅器１１，１２および１３は
それぞれ、実際値入力側“−”がこの回路９の出力側に
接続されている。調整増幅器１１，１２および１３の制
定値入力側“＋”は共通にバイアス電圧ＵＳに接続され
ているので、調整増幅器１１，１２および１３の調整領
域は少なくとも一部重なっている。場合に応じて調整増
幅器はそれぞれ、固有のバイアス電圧源を備えることも
できる。
されている。３つの調整増幅器１１，１２および１３は
それぞれ、実際値入力側“−”がこの回路９の出力側に
接続されている。調整増幅器１１，１２および１３の制
定値入力側“＋”は共通にバイアス電圧ＵＳに接続され
ているので、調整増幅器１１，１２および１３の調整領
域は少なくとも一部重なっている。場合に応じて調整増
幅器はそれぞれ、固有のバイアス電圧源を備えることも
できる。
バイアス電圧発生回路１は調整増幅器１３に接続されて
いる。バイアス電圧発生回路の出力側にホトダイオード
２のカソードが接続されている。バイアス電圧発生回路
１は、ホトダイオード２の比較的高いバイアス電圧を発
生する、調整される直流電圧変換器である。調整増幅器
１３は、バイアス電圧により所望のように調整される。
いる。バイアス電圧発生回路の出力側にホトダイオード
２のカソードが接続されている。バイアス電圧発生回路
１は、ホトダイオード２の比較的高いバイアス電圧を発
生する、調整される直流電圧変換器である。調整増幅器
１３は、バイアス電圧により所望のように調整される。
増幅器６の増幅度は制御電圧ＵＳ２を用いて制御され
る。電界効果トランジスタ３の制御電極は制御電圧Ｕ
Ｓ１に対する接続端子ｃに接続されている。電界効果ト
ランジスタ３のソース電極はコンデンサ１４を介して交
流的にアースに接続されている。
る。電界効果トランジスタ３の制御電極は制御電圧Ｕ
Ｓ１に対する接続端子ｃに接続されている。電界効果ト
ランジスタ３のソース電極はコンデンサ１４を介して交
流的にアースに接続されている。
図示の回路装置は、増幅度を大きな範囲内で連続的に調
整することを可能にする。その際動作点は有利には一定
に維持される。
整することを可能にする。その際動作点は有利には一定
に維持される。
増幅器６は制御可能な増幅度の増幅器段を有する増幅器
である。増幅度を制御するために増幅器段の動作抵抗、
ひいては増幅度が変化される。この形式の増幅度の変化
は、西独国特許第３２０４８３９号明細書から既に公知
である。動作抵抗の変化は、電界効果トランジスタを用
いてまたは制御電圧ＵＳ２によって抵抗値が制御される
ＰＩＮダイオードを用いて行うことができる。場合によ
っては増幅度の調整は、ベースが増幅器６の接続端子ｅ
を形成する、エミッタ接地形回路で作動されるトランジ
スタの伝達コンダクタンスを使用して行うことができ
る。
である。増幅度を制御するために増幅器段の動作抵抗、
ひいては増幅度が変化される。この形式の増幅度の変化
は、西独国特許第３２０４８３９号明細書から既に公知
である。動作抵抗の変化は、電界効果トランジスタを用
いてまたは制御電圧ＵＳ２によって抵抗値が制御される
ＰＩＮダイオードを用いて行うことができる。場合によ
っては増幅度の調整は、ベースが増幅器６の接続端子ｅ
を形成する、エミッタ接地形回路で作動されるトランジ
スタの伝達コンダクタンスを使用して行うことができ
る。
第１図の回路装置において有利にも、入力電流Ｉが増大
する際に全部の電流Ｉが帰還抵抗５を介して流れる必要
がなくなる。この電流は、増幅器６の入力側に並列に設
けられている電界効果トランジスタ３を介してバイパス
される。僅かな容量を有する電界効果トランジスタ３を
使用すれば、また通例の電界効果トランジスタのＭΩ領
域にある逆方向抵抗によって、増幅度が最大に設定調整
された場合に、増幅度の低下を可能にする手段が回路装
置の雑音指数および周波数特性を実質的に劣化すること
がないようにされている。
する際に全部の電流Ｉが帰還抵抗５を介して流れる必要
がなくなる。この電流は、増幅器６の入力側に並列に設
けられている電界効果トランジスタ３を介してバイパス
される。僅かな容量を有する電界効果トランジスタ３を
使用すれば、また通例の電界効果トランジスタのＭΩ領
域にある逆方向抵抗によって、増幅度が最大に設定調整
された場合に、増幅度の低下を可能にする手段が回路装
置の雑音指数および周波数特性を実質的に劣化すること
がないようにされている。
別の調整回路は、回路装置の動作点を一定に保持する、
すなわち増幅度の調整が増幅器装置の直流動作点に作用
することがないようにする。このために帰還抵抗５はコ
ンデンサ１０の直列接続によって直流に対して減結合さ
れる。
すなわち増幅度の調整が増幅器装置の直流動作点に作用
することがないようにする。このために帰還抵抗５はコ
ンデンサ１０の直列接続によって直流に対して減結合さ
れる。
比較器８を用いて増幅器６の出力直流電圧が設定値電圧
ＵＳＶと比較される。比較器８を用いて信号入力側Ｅに
おけるバイアス電圧は、設定値および実際値が相互に一
致するまでの間変化される。このようにして入力電流Ｉ
が変化した場合でも増幅器６の動作点は一定に保持され
る。図示の場合と異なって、比較器８の出力側を接続端
子ｅに直接接続することができる。しかし抵抗７は抵抗
４と関連して、次の利点を有する。すなわち電流Ｉが抵
抗７と電界効果トランジスタ３との間で、電界効果トラ
ンジスタ３が常時抵抗作動を保持しかつ電界効果トラン
ジスタ３のソース電極における電圧が一定に保持される
ように、分割されるという利点である。ソース電極にお
ける電圧が一定であることで、電界効果トランジスタ３
のチャネル抵抗ＲＤＳの、ゲート−ソース電圧ＵＧＳ、
すなわち制御電圧ＵＳ１を用いた簡単な調整が可能であ
る。
ＵＳＶと比較される。比較器８を用いて信号入力側Ｅに
おけるバイアス電圧は、設定値および実際値が相互に一
致するまでの間変化される。このようにして入力電流Ｉ
が変化した場合でも増幅器６の動作点は一定に保持され
る。図示の場合と異なって、比較器８の出力側を接続端
子ｅに直接接続することができる。しかし抵抗７は抵抗
４と関連して、次の利点を有する。すなわち電流Ｉが抵
抗７と電界効果トランジスタ３との間で、電界効果トラ
ンジスタ３が常時抵抗作動を保持しかつ電界効果トラン
ジスタ３のソース電極における電圧が一定に保持される
ように、分割されるという利点である。ソース電極にお
ける電圧が一定であることで、電界効果トランジスタ３
のチャネル抵抗ＲＤＳの、ゲート−ソース電圧ＵＧＳ、
すなわち制御電圧ＵＳ１を用いた簡単な調整が可能であ
る。
増幅度の調整は次のように簡略化して計算することがで
きる。ただし式中の記号は次の意味を有している： ＵＡ 出力電圧 ＲＫ 抵抗５の値 ＶＯ 接続されていないないしオープン増幅器の増幅
度 ＲＤＳ 電界効果トランジスタ３のドレイン−ソース間
の抵抗 ＲＯＮ 電界効果トランジスタ３のソース−ドレイン間
の、導通制御された状態における抵抗 ωｖ 接続されていない増幅器６の遮断周波数 ωｇｐ 入力回路によって形成される遮断周波数 最大増幅度は次のように表される ただしＲＤＳは∞に近付く。
きる。ただし式中の記号は次の意味を有している： ＵＡ 出力電圧 ＲＫ 抵抗５の値 ＶＯ 接続されていないないしオープン増幅器の増幅
度 ＲＤＳ 電界効果トランジスタ３のドレイン−ソース間
の抵抗 ＲＯＮ 電界効果トランジスタ３のソース−ドレイン間
の、導通制御された状態における抵抗 ωｖ 接続されていない増幅器６の遮断周波数 ωｇｐ 入力回路によって形成される遮断周波数 最大増幅度は次のように表される ただしＲＤＳは∞に近付く。
ＲＤＳがＲＯＮに近付くと、ｖｏ＝１を有する最小増幅
度は次のように表される。
度は次のように表される。
有利な例では次のように選定されている このようにして例えば３ディケードにわたる増幅度の調
整が実現される。
整が実現される。
接続されていない増幅器の遮断周波数ωｖを、それが入
力回路接続−すなわち入力容量および入力抵抗によって
形成される遮断周波数ωgpより高い所にあるように選択
すれば、比較的小さな値までの増幅度の制御の際に有利
にもこの遮断周波数が低下しないばかりでなく、むしろ
遮断周波数が上昇する。
力回路接続−すなわち入力容量および入力抵抗によって
形成される遮断周波数ωgpより高い所にあるように選択
すれば、比較的小さな値までの増幅度の制御の際に有利
にもこの遮断周波数が低下しないばかりでなく、むしろ
遮断周波数が上昇する。
接続されていない増幅器６が遮断周波数ωｖを有する１
次の低減フィルタであることを前提とすれば、接続され
ていない増幅器６の周波数特性は抵抗ＲＤＳに依存して
次のように計算される： ＲFET が∞に向かって増大するならば、電界効果トラン
ジスタ３は電流源として作用しかつωｖ＝ωｖ（１＋ｖ
ｏ）＞ωgpになり、 ＲFET が０に向かって減少するならば、電界効果トラン
ジスタ３は電圧源として作用しかつωｇ＝ωｖになる。
次の低減フィルタであることを前提とすれば、接続され
ていない増幅器６の周波数特性は抵抗ＲＤＳに依存して
次のように計算される： ＲFET が∞に向かって増大するならば、電界効果トラン
ジスタ３は電流源として作用しかつωｖ＝ωｖ（１＋ｖ
ｏ）＞ωgpになり、 ＲFET が０に向かって減少するならば、電界効果トラン
ジスタ３は電圧源として作用しかつωｇ＝ωｖになる。
発明の効果 本発明は増幅器調整の際に増幅器の直流動作点が影響さ
れないという効果を有する。更に増幅度制御のために設
けられている手段が、最大増幅度に設定されているとき
でも増幅器雑音指数または増幅器の周波数特性を劣化す
ることがないという効果が生じる。
れないという効果を有する。更に増幅度制御のために設
けられている手段が、最大増幅度に設定されているとき
でも増幅器雑音指数または増幅器の周波数特性を劣化す
ることがないという効果が生じる。
第１図は、光電変換器に接続されている、その増幅度に
関して制御可能な増幅器を有する回路装置の回路略図で
ある。 ２……ホトダイオード、３……電界効果トランジスタ、
６……増幅器、８……比較器、１１，１２，１３……調
整増幅器、
関して制御可能な増幅器を有する回路装置の回路略図で
ある。 ２……ホトダイオード、３……電界効果トランジスタ、
６……増幅器、８……比較器、１１，１２，１３……調
整増幅器、
Claims (4)
- 【請求項１】入力側（Ｅ）が光電変換器（ホトダイオー
ド２）に接続されている増幅器（６）を備え、該増幅器
の増幅度は該増幅器（６）の動作抵抗を変化する調整素
子を用いて制御可能であり、かつ前記増幅器（６）の信
号出力側（Ａ）と前記増幅器（６）の信号入力側（Ｅ）
との間に帰還路を備えている回路装置において、 前記増幅器（６）の信号入力側（Ｅ）に並列に電界効果
トランジスタ（３）のドレイン−ソース間が設けられて
おりかつ前記帰還路にはコンデンサ（１０）が設けられ
ており、かつ前記増幅器（６）の出力直流電圧（ＵＡ）
に対する入力側および設定値電圧（ＵＳＶ）に対する入
力側を有する比較器の出力側が前記増幅器（６）の入力
側（Ｅ）に導かれていることを特徴とする光電変換器に
接続されている増幅器を備えた回路装置。 - 【請求項２】比較器（８）の出力側と増幅器（６）の入
力側（Ｅ）との間および前記比較器（８）の出力側と電
界効果トランジスタのソース電極との間にそれぞれ１つ
の抵抗（７，４）が設けられていることを特徴とする請
求項１記載の光電変換器に接続されている増幅器を備え
た回路装置。 - 【請求項３】帰還路はＲＣ直列接続（５，１０）によっ
て形成されていることを特徴とする請求項１または２記
載の光電変換器に接続されている増幅器を備えた回路装
置。 - 【請求項４】比較器（８）の出力側と増幅器（６）の入
力側（Ｅ）との間にある抵抗（７）はＲＣ直列接続
（５，１０）の抵抗（５）を介して入力側（Ｅ）に導か
れていることを特徴とする請求項２または３記載の光電
変換器に接続された増幅器を備えた回路装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP88115132A EP0359836B1 (de) | 1988-09-15 | 1988-09-15 | Schaltungsanordnung mit einem an einen opto-elektrischen Wandler angeschlossenen Verstärker |
| EP88115132.8 | 1988-09-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02210901A JPH02210901A (ja) | 1990-08-22 |
| JPH0616568B2 true JPH0616568B2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=8199322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1237366A Expired - Lifetime JPH0616568B2 (ja) | 1988-09-15 | 1989-09-14 | 光電変換器に接続された増幅器を有する回路装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4939475A (ja) |
| EP (1) | EP0359836B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0616568B2 (ja) |
| AT (1) | ATE97527T1 (ja) |
| DE (1) | DE3885746D1 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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